• KSBB Journal
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• 제18권1호
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• pp.14-18
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• 2003

본 연구에서는 제지 슬러지를 이용한 SSF 공정에 L..paracasei KLB58을 적용하여 젖산과 더불어 생균제용 균체를 경제적으로 대량 생산하고자 하였다. KLB58의 배양온도와 섬유소 가수분해 효소인 $\beta$-glucosidase의 농도를 조절하여 최적의 생산 조건을 확인해 본 결과, 37$^{\circ}C$ 에서 2 unit/ml의 $\beta$-glucosidase를 첨가하여 배양하였을 때 최대의 젖산과 균체를 생산하였다. 또한 $\beta$-glucosidase를 포함하지 않아도 상대적으로 많은 양의 젖산과 균체를 생산하였으므로, 이에 대한향후 연구가 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권5호
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• pp.49-55
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• 2012

A 1.28 L-batch reactor and continuous-flow stirred tank reactor (CFSTR) fed with formate and trichloroethene (TCE) were operated for 120 days and 56 days, respectively, to study the effect of formate as electron donor on anaerobic reductive dechlorination (ARD) of TCE to cis-1,2-dichloroethylene (c-DCE), vinyl chloride (VC), and ethylene (ETH). In batch reactor, injected 60 ${\mu}mol$ TCE was completely degraded in the presence of 20% hydrogen gas ($H_2$) in less than 8 days by anaerobic dechlorination mixed-culture (300 mg-soluble protein), Evanite Culture with ability to completely degrade tetrachloroethene (PCE) and -TCE to ETH under anaerobic conditions. Once the formate was used as electron donor instead of hydrogen gas in batch or chemostat system, the TCE-dechlorination rate decreased and acetate production rate increased. It indicates that the concentration of hydrogen produced in both systems is possibly more close to threshold for homoacetogenesis process. Soluble protein concentration of Evanite culture during the batch test increased from 300 mg to 688 mg for 120 days. Through the protein monitoring, we confirmed an increase of microbial population during the reactor operation. In CFSTR test, TCE was fed continuously at 9.9 ppm (75.38 ${\mu}mol/L$) and the influent formate feed concentration increased stepwise from 1.3 mmol/L to 14.3 mmol/L. Injected TCE was accumulated at 18 days of HRT, but TCE was completely degraded at 36 days of HRT without accumulation of the injected-TCE during the left of experiment period, getting $H_2$ from fermentative hydrogen production of injected formate. Although c-DCE was also accumulated for 23 days after beginning of CFSTR operation, it reached steady-state in the presence of excessive formate. We also evaluated microbial dynamic of the culture at different chemical state in the reactor by DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis).

• KSBB Journal
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• 제25권2호
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• pp.179-186
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• 2010

응집성 효모인 S. cerevisiae ATCC 96581를 이용한 최적의 에탄올 생산 공정 전략에 대하여 연구하였다. 효모의 특성을 고려하여, 효모 응집공정이 있는 반복 유가식 공정을 설계하였고, 이때 비멸균 포도당 분말을 매 12시간 마다 첨가하였고, 새로운 feeding medium을 24시간 혹은 36시간마다 세포 응집 후 교체 하였다. 이때 효모 응집이 없는 반복 유가식 공정과 비교 검토하였다. 최종적으로 24시간마다 세포를 응집시키고 상층배지를 제거하고 새로운 배지를 넣으면서 반복 유가식 에탄올 생산을 하는 것이 최적의 조건임을 알 수 있었고, 이때 120시간 동안 825 g의 에탄올을 생산 할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.516-522
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• 2001

균사형성 미생물에 의한 항생물질의 대량생산은 적절한 산소공급이 요구되며, 산소전달속도는 생산성에 영향을 미치는 속도제한단계이다. 그러므로 발효에 이용하기 위해 Streptomyces avermitilis 와 같은 균사형성 미생물 배양액에서의 산소전달계수를 측정하였다. 그러나 회분식 배양에서 (K$_{L}$A) 측정을 위한 적절한 용존산소 유지가 어려웠으며, 이를 극복하기 위해서 유가식 배양을 도입하였다. 배지의 단계적 공급으로 미생물 성장속도를 조절할 수 있었고, 낮은 교반속도에서도 적정용존산소의 유지가 가능하였으며, 결과적으로 (K$_{L}$A) 측정도 용이하였다. 7 g/L 이하의 낮은 균체량에서 350 rpm의 교반속도가 교반효율과 전단응력을 고려했을 때 가장 적절한 조건임을 알수 있었다. 그러나 균체가 증가할수록 배양액 점도가 증가하여 혼합이 효과적이지 못한 이유로 더 높은 교반속도가 필요하였다. 통기량의 증가에 의한 (K$_{L}$A) 증가율은 건조균제질량이 고 농도 일수록 미미하였다. 그러므로 높은 균체농도에서는 이차대사산물에 영향을 주지 않은 범위에서 교반속도를 증가하여 용존산소 농도를 조절하는 것이 통기속도의 조절보다 더 효율적 일 것으로 판단되었다.판단되었다.

• KSBB Journal
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• 제19권6호
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• pp.457-461
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• 2004

본 연구에서는 A. blazei의 DO-스탯 현탁 유가식 배양을 통하여 균사체 및 세포외 다당체 생산을 극대화하고자 하였다. 탄소원만을 포함하는 기질 공급액을 사용하는 경우보다 질소원이 적절히 첨가된 혼합 기질 공급액을 사용하는 것이 균사체 및 세포외 다당체 생산에 보다 효과적이었다. 기질공급액 중의 탄소원 조성을 달리하여 실험을 수행한 결과, 덱스트린을 배제하고 포도당만을 탄소원으로 사용하였을 때 가장 높은 균사체 및 세포외 다당체 생산성을 얻을 수 있었다. 이 때의 균사체 농도 및 생산성은 각각 36.5 g/l, 0.37g/l-h이었으며, 세포외 다당체 농도 및 생산성은 각각 10.9 g/l, 0.11 g/l-h이었다. 이는 회분식 배양 결과와 비교하여 균사체 농도 및 생산성 면에서는 각각 6배 및 2.2배, 세포외 다당체 농도 및 생산성 면에서는 각각 4.7배 및 1.8배 증가한 값이다. 이상의 결과들로부터 A. blazei의 고농도 균사체 배양을 위해 유가식 배양 방법이 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제25권4호
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• pp.708-714
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• 1996

호기성의 Rhizopus japonicus와 혐기성 Zymomonas mobilis로 구성된 혼합고정화 배양계(R-Z계)를 제조하고, 생전분으로부터 에탄올 생산에 응용하였다. R. japonicus를 고정화배양하므로서 액체배양에서 보다 2배 높은 glucose량을 얻었다. R-Z계의 에탄올 생산량은 1.67g/L(Yp/s, 0.094)이 었지만, 배양 24시간째부터 산소공급을 억제한 R-Z 24계에서는 6.54g/L(Yp/s, 0.38)의 에탄올을 얻어 대조구의 약 4배를 향상시켰다. 회분배양에서는 5%의 기질 농도가 적당하였으며, 생산된 에탄올은 15.02g/L(Yp/s, 0.36)이었다. 2% 기질을 5회 첨가한 유가배양에서는 2%기질의 회분배양과 동등한 수율인 0.38을 얻었다.

• KSBB Journal
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• 제5권3호
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• pp.307-313
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• 1990

배양기와 16비트 마이크로컴퓨터를 접속하여 호기성 미생물의 고농도 유가배양시스템을 구성하였다. 기질공급을 위한 제어변수로는 용존산소(DO)를 이용하였다. 용존산소측정기의 출력신호를 컴퓨터에 입력시켜 측정한 DO값에 근거하여 교반모터의 교반속도와 산소유량을 제어함으로써 배양액의 DO를 일정하게 유지하였으며, 연동펌프의 제어에 의해 기질공급을 안정하게 수행하였다. 기질공급의 제어와 DO의 제어를 한가지의 하아드웨어 및 소프트 웨어로 수행할 수 있었다. 제어시스템을 이용하여 메탄올이용균인 Methylobacillus sp. SKI을 유가배양한 결과 배양액의 DO제어와 메탄올 공급의 제어가 무리없이 수행되었으며, 배양 10시간만에 16.53g/l의 균체농도에 도달하였다.

• KSBB Journal
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• 제17권1호
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• pp.93-99
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• 2002

C. tropicalis ATCC 20336을 이용하여 높은 수율과 생산성으로 xylitol을 생산하기 위하여 glucose 배지에서 짧은 시간에 고농도로 세포를 배양한 후에 xylose를 첨가하여 xylitol로 전환하는 2단계 유가식 발효공정에 관한 연구를 수행하였다. Cell growth-stage에서의 배지공급 방법으로는 glucose가 모두 고갈된 후에 pH가 5.7 이상으로 올라가는 것을 신호로 glucose를 첨가하는 pH-stat 방법으로 18.5시간 배양에 의하여 67.9 g/L의 세포 농도를 얻었으며, ethanol 생성은 1.0 g/L로 매우 낮았다. Production-stage에서 최적의 초기 xylose 농도는 150 g/L이었으며, 이때에 2 g/L ($NH_4)_2SO_4$, 1 g/L $K_2HPO_4$, 0.2 g/L $MgSO_47H_2$O로 구성된 mineral salt를 2회 첨가에 의하여 xylitol의 생성이 향상되었다 그러나 0.2 vvm에서 1.0 vvm 사이의 통기조건에서는 xylitol의 생산에 큰 영향을 미치지 못하였다. 반면에 production-stage에서 yeast extract를 10 g/L가 되도록 첨가한 경우에 xylitol 수율과 생산성이 큰 폭으로 증가하였다. 즉 xylose 농도가 약 150 g/L이 되도록 232.5 g의 xylose를 2회 첨가한 경우에 배양액의 최종 부피는 1.67 L이 되었고, 이때의 xylitol 농도는 193 g/L이었으며, 수율은 70%이고 생산성은 3.55 g/L.h이었다.

• KSBB Journal
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• 제21권4호
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• pp.298-301
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• 2006

트레할로스 합성효소(trehalose synthase)의 효율적인 생산을 위하여, 5 종류의 plasmid를 형질전환 시킨 재조합 E. coli를 이용하여 균체생산량과 효소발현량을 비교하였다. Trehalose synthase의 활성은 fusion partner를 이용한 system 에서는 활성이 나타나지 않았으며, IPTG 유도 발현 시스템보다 항시적 발현 시스템을 사용하는 E. coli K12/pHCETS에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 선별된 재조합 E. coli K12/pHCETS를 사용하여 회분식 및 유가배양을 수행하였으며, 유가식 배양의 경우 균체논도는 20 g/L, 최종 trehalose synthase 활성은 13.7 U/ml을 나타내었다. 이러한 결과는 트레할로스 생산을 위한 trehalose synthase가 재조합 E. coli의 발효에 의해 경제적으로 생산되어질 수 있다는 가능성을 보여 주었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권9호
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• pp.1178-1185
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• 2022

Steroids are a class of compounds with cyclopentane polyhydrophenanthrene as the parent nucleus, and they usually have unique biological and pharmacological activities. Most of the biosynthesis of steroids is completed by a series of enzymatic reactions starting from cholesterol. Synthetic biology can be used to synthesize cholesterol in engineered microorganisms, but the production of cholesterol is too low to further produce other high-value steroids from cholesterol as the raw material and precursor. In this work, combinational strategies were established to increase the production of cholesterol in engineered Saccharomyces cerevisiae RH6829. The basic medium for high cholesterol production was selected by screening 8 kinds of culture media. Single-factor optimization of the carbon and nitrogen sources of the culture medium, and the addition of calcium ions, zinc ions and citric acid, further increased the cholesterol production to 192.53 mg/l. In the 5-L bioreactor, through the establishment of strategies for glucose and citric acid feeding and dissolved oxygen regulation, the cholesterol production was further increased to 339.87 mg/l, which was 734% higher than that in the original medium. This is the highest titer of cholesterol produced by microorganisms currently reported. The fermentation program has also been conducted in a 50-L bioreactor to prove its stability and feasibility.